ধাতব 3D প্রিন্টিংয়ে রাসায়নিক পলিশিংয়ের ভূমিকা কী?

一, রাসায়নিক মসৃণতা পিছনে প্রধান ধারণা নির্বাচনীভাবে দ্রবীভূত এবং পৃষ্ঠ পুনর্নির্মাণ হয়.
রাসায়নিক বিকারক (যেমন অ্যাসিডিক বা ক্ষারীয় দ্রবণ) এবং ধাতব পৃষ্ঠের মধ্যে অক্সিডেশন-আন্তর্ক্রিয়া হ্রাস করে যা রাসায়নিক পলিশিংয়ের সময় পৃষ্ঠের স্তরটিকে একটি নিয়ন্ত্রিত উপায়ে দ্রবীভূত করে। এর প্রধান অংশগুলি হল:
মাইক্রোস্কোপিক প্রোট্রুশনগুলি আরও সহজে দ্রবীভূত হয়: যখন পৃষ্ঠটি অসম হয় (যেমন ওয়েল্ড পুলের ওভারল্যাপ চিহ্ন বা গলিত পাউডার কণা উপস্থিত থাকে), তখন "প্রোট্রুশন অগ্রাধিকারমূলকভাবে দ্রবীভূত হয়" ঘটনাটি ঘটে কারণ সেখানে আরও উন্মুক্ত এলাকা এবং দ্রুত রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার রয়েছে।
পৃষ্ঠ উত্তেজনার মাধ্যমে সমতলকরণ: যখন ধাতব আয়নগুলি দ্রবীভূত হয়, তখন পৃষ্ঠের টানের কারণে তারা অবতল স্থানের দিকে যায়। এটি শক্ত হয়ে গেলে এটি একটি মসৃণ, এমনকি পৃষ্ঠ তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক পলিশিং 3D প্রিন্টেড টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের পৃষ্ঠের রুক্ষতা (Ra) 6-12 μm থেকে 0.2-1 μm পর্যন্ত কমাতে পারে, যা মেডিকেল ইমপ্লান্টের জন্য প্রয়োজনীয় জৈব সামঞ্জস্যতার মানদণ্ডের মধ্যে রয়েছে।
ত্রুটির স্তর অপসারণ: রাসায়নিক পলিশিং অবিকল গলিত পাউডার কণাগুলিকে সরাতে পারে যা পৃষ্ঠে আটকে থাকে (প্রায় 70 μm পুরু), যা মানক যান্ত্রিক পলিশিংয়ের সাথে ঘটতে পারে এমন পৃষ্ঠের ক্ষতি প্রতিরোধ করে। সিঙ্গাপুরের গবেষকরা 316L স্টেইনলেস স্টিল পালিশ করার একটি নতুন উপায় তৈরি করেছেন যা উচ্চ-ভোল্টেজের ডাল এবং প্রথাগত ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং ব্যবহার করে পৃষ্ঠকে কম রুক্ষ করে তোলে৷ নতুন পদ্ধতিটি মূল জালিকাঠামোর শক্তি-শোষণকারী বৈশিষ্ট্য বজায় রাখে।
2, রাসায়নিক মসৃণতা প্রধান উদ্দেশ্য পৃষ্ঠ উন্নত এবং এটি আরো দরকারী করা হয়.
1. পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করা: জ্যামিতিক সীমার কাছাকাছি যাওয়া এবং জটিল কাঠামোগুলিকে পালিশ করা
পালিশ করার ক্ষেত্রে, ধাতব 3D প্রিন্টিংয়ের জটিল জ্যামিতিক আকার, যেমন জালি, অভ্যন্তরীণ চ্যানেল এবং ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর সাথে কাজ করা কঠিন হতে পারে। রাসায়নিক পলিশিং, যার জন্য যোগাযোগের প্রয়োজন নেই, এখন এই ধরনের কাঠামো পরিচালনা করার সর্বোত্তম উপায়:
অভ্যন্তরীণ চ্যানেলগুলির পলিশিং: রাসায়নিক বিকারকগুলি অভ্যন্তরীণ চ্যানেলগুলিতে যেতে পারে যেগুলি গলিত পুল ওভারল্যাপিং দ্বারা তৈরি burrs পরিত্রাণ পেতে মাত্র কয়েক মাইক্রোমিটার চওড়া। উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক মসৃণকরণের পরে, একটি বিমানের ইঞ্জিনের জ্বালানী অগ্রভাগের অভ্যন্তরীণ প্রবাহ চ্যানেলটি প্রবাহ প্রতিরোধকে 15% কমিয়ে দেয় এবং ইঞ্জিনকে কম জ্বালানী ব্যবহার করে।
ছিদ্রযুক্ত গঠন অপ্টিমাইজ করা: কেমিক্যাল পলিশিং হিপ কাপ এবং ইন্টারবডি ফিউশন ডিভাইসের মতো মেডিকেল ইমপ্লান্টের ছিদ্র পৃষ্ঠের আলগা গোলাকার স্তর থেকে মুক্তি পেতে পারে। এটি হাড়ের কোষগুলিকে ইমপ্লান্টে আটকে রাখা সহজ করে তোলে। অধ্যয়নগুলি ইঙ্গিত দেয় যে পালিশ করা ছিদ্রযুক্ত টাইটানিয়াম খাদের পৃষ্ঠের রুক্ষতা 90% হ্রাস পেয়েছে, যেখানে হাড়ের একীকরণের হার 40% দ্বারা বৃদ্ধি পেয়েছে।
রাসায়নিক পলিশিং যেকোন আকৃতির অংশে কাজ করতে পারে, তাই এটি বিনামূল্যে-ফর্ম পৃষ্ঠেও কাজ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক পলিশিং 3D প্রিন্টেড টারবাইন ব্লেডের জটিল অ্যারোডাইনামিক পৃষ্ঠকে 10 μm থেকে 1 μm পর্যন্ত মসৃণ করে এবং তাদের অ্যারোডাইনামিক কর্মক্ষমতা 8% বাড়িয়ে দেয়।
2. যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা উন্নতি: ত্রুটিগুলি পরিত্রাণ পেতে এবং ক্লান্তি জীবন দীর্ঘতর করুন
ধাতব 3D মুদ্রিত বস্তুর ক্লান্তি ফাটল পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলির সাথে শুরু হয়। রাসায়নিক পলিশিং নিম্নলিখিত উপায়ে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করে:
অবশিষ্ট স্ট্রেস হ্রাস: রাসায়নিক পলিশিং ক্ষুদ্র অঞ্চলগুলি দ্রবীভূত করে মুদ্রণের ফলে সৃষ্ট অবশিষ্ট চাপকে আংশিকভাবে কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক পলিশিং 3D প্রিন্টেড নিকেল-ভিত্তিক উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যালয়গুলির নিম্ন চক্রের ক্লান্তিকালকে 5000 চক্র থেকে 12000 চক্র পর্যন্ত প্রসারিত করতে পারে।
ফাটলের কারণ দূর করা: গলিত পাউডার কণার ওভারল্যাপিং চিহ্ন এবং গলিত পুল হল সাধারণ জায়গা যেখানে ফাটল শুরু হয়। রাসায়নিক পলিশিং এই সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে এবং ক্লান্তি ফাটল বৃদ্ধির থ্রেশহোল্ড 30% বাড়িয়ে তুলতে পারে।
পৃষ্ঠের ঘনত্ব: রাসায়নিক মসৃণকরণের পরে পৃষ্ঠের স্তরটি ঘন হয়ে যায় কারণ দ্রবীভূত হওয়ার এবং তারপরে আবার শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়া। উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক মসৃণকরণের পরে, একটি 3D-প্রিন্টেড কোবাল্ট ক্রোমিয়াম অ্যালয় এর ছিদ্রতা 0.8% থেকে 0.02% এ নেমে আসে এবং এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা পাঁচ গুণ বেড়ে যায়।
3. বায়োকম্প্যাটিবিলিটি অপ্টিমাইজেশান: কঠোর চিকিৎসা মান পূরণ করে
মেডিকেল ইমপ্লান্টগুলির একটি খুব মসৃণ পৃষ্ঠ থাকতে হবে এবং জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে। রাসায়নিক পলিশিং নিম্নলিখিত উপায়ে চিকিৎসা ক্ষেত্রের চাহিদা পূরণ করে:
রুক্ষ পৃষ্ঠগুলি সহজেই ব্যাকটেরিয়ার জন্য লুকানোর দাগ হয়ে উঠতে পারে, তাই সেগুলি পরিষ্কার রাখতে ভুলবেন না। রাসায়নিক পলিশিং পৃষ্ঠগুলিকে উপ-মাইক্রোন স্তরে মসৃণ করে তুলতে পারে, যা সংক্রমণের ঝুঁকিকে অনেক কম করে। রাসায়নিক পলিশিংয়ের পরে, 3D-প্রিন্টেড টাইটানিয়াম খাদ দিয়ে তৈরি হাঁটু ইমপ্লান্টের সাথে স্ট্যাফিলোকক্কাস অরিয়াসের সংযুক্তি 90% কমে গেছে, উদাহরণস্বরূপ।
আয়ন নিঃসরণ নিয়ন্ত্রণ করুন: আপনি যখন যান্ত্রিকভাবে কিছু পোলিশ করেন, তখন এটি এমন দূষিত পদার্থ যোগ করতে পারে যা বিপজ্জনক আয়নগুলিকে (নিকেল আয়নগুলির মতো) অত্যধিক নির্গত করে। রাসায়নিক পলিশিং শুধুমাত্র রাসায়নিক বিক্রিয়া ব্যবহার করে পৃষ্ঠকে পরিষ্কার করে, যা নিশ্চিত করে যে আয়ন রিলিজ ISO 10993 বায়োকম্প্যাটিবিলিটি প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
টিস্যু পুনর্জন্মের প্রচার: মসৃণ পৃষ্ঠগুলি কোষকে একত্রে আটকে রাখতে এবং ইমিউনোলজিকাল প্রতিক্রিয়া কমাতে সাহায্য করতে পারে। অধ্যয়নগুলি নির্দেশ করে যে রাসায়নিকভাবে পালিশ করা 3D প্রিন্টেড ছিদ্রযুক্ত টাইটানিয়াম খাদের পৃষ্ঠে অস্টিওব্লাস্টের বৃদ্ধির হার দ্বিগুণ হয়।
3, শিল্পে রাসায়নিক পলিশিং এর ব্যবহার: প্রোটোটাইপ পরীক্ষা করা থেকে চূড়ান্ত পণ্য তৈরি করা পর্যন্ত
1. মহাকাশ: কঠিন পরিস্থিতিতে জিনিসগুলিকে আরও নির্ভরযোগ্য করে তোলা
বিমানের ইঞ্জিনের ব্লেড, দহন চেম্বার এবং অন্যান্য অংশগুলিকে চরম তাপমাত্রা, চাপ এবং ক্ষয়কারী পরিস্থিতি পরিচালনা করতে সক্ষম হতে হবে। রাসায়নিক পলিশিং পৃষ্ঠের অবস্থার উন্নতি করে অংশগুলিকে দীর্ঘস্থায়ী করে তোলে।
টারবাইন ব্লেড: রাসায়নিক পলিশিং ব্লেডের পৃষ্ঠে গলিত পুলের চিহ্নগুলি থেকে মুক্তি পেতে পারে এবং উচ্চ-তাপমাত্রার অক্সিডেশন প্রক্রিয়াকে ধীর করে দিতে পারে। রাসায়নিক পলিশিংয়ের পরে, GE Aviation-এর LEAP ইঞ্জিনের টারবাইন ব্লেড, উদাহরণস্বরূপ, তাপমাত্রা 50 ডিগ্রি বেশি এবং 20% বেশি সময় ধরে চলতে পারে।
রাসায়নিক পলিশিং দহন চেম্বার লাইনারের ভিতরের মাইক্রোক্র্যাকগুলি থেকে মুক্তি পেতে পারে, যা এটিকে তাপীয় চাপকে আরও ভালভাবে পরিচালনা করতে সক্ষম করে। একটি 1000 ডিগ্রী থার্মাল সাইক্লিং পরীক্ষায় দেখা গেছে যে পালিশ করা নিকেল-ভিত্তিক অ্যালয় লাইনারগুলির ক্র্যাক প্রচারের হার 60% কম।
2. মেডিকেল ইমপ্লান্ট: তাদের অনন্য এবং দরকারী করে তোলে
রাসায়নিক পলিশিং চিকিৎসা 3D প্রিন্টিং পোস্ট-প্রক্রিয়াকরণের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এটি সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া সমর্থন করে, ডিজাইন কাস্টমাইজ করা থেকে শুরু করে তাদের কাজ করা পর্যন্ত:
অর্থোপেডিক ইমপ্লান্ট, যেমন হিপ কাপ এবং ইন্টারবডি ফিউশন ডিভাইসগুলি রোগীর শরীরে ফিট করার জন্য তৈরি করা হয় এবং মসৃণতা এবং হাড়ের একীকরণ কর্মক্ষমতার মধ্যে সঠিক ভারসাম্য পেতে রাসায়নিক পলিশিং প্রয়োজন। জনসন অ্যান্ড জনসনের DePuy Synthes 3D প্রিন্টেড টাইটানিয়াম অ্যালয় ইন্টারবডি ফিউশন ডিভাইস, উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক পলিশিংয়ের পরে পৃষ্ঠের রুক্ষতা 0.8 μm এবং ক্লিনিকাল সাফল্যের হার 95% এর বেশি।
কার্ডিওভাসকুলার স্টেন্ট: রাসায়নিক পলিশিং স্টেন্টের পৃষ্ঠের বুর থেকে মুক্তি পেতে পারে এবং থ্রম্বোসিসের সম্ভাবনা কমিয়ে দিতে পারে। রাসায়নিক পলিশিংয়ের পরে, বোস্টন সায়েন্টিফিকের 3D প্রিন্টেড নিকেল টাইটানিয়াম অ্যালয় স্টেন্টের পৃষ্ঠের রুক্ষতা 5 μm থেকে 0.5 μm-এ নেমে আসে এবং এন্ডোথেলিয়ালাইজেশনের হার 30% বেড়ে যায়।
3. শিল্প সরঞ্জাম: রক্ষণাবেক্ষণের খরচ কমিয়ে দিন এবং জিনিসগুলিকে আরও ভাল করুন
রাসায়নিক পলিশিং পৃষ্ঠের অবস্থার উন্নতি করে, যা শিল্প সরঞ্জামগুলির ঘর্ষণ এবং শক্তির ব্যবহার কম করে।
ছাঁচ তৈরি করা: রাসায়নিক পলিশিংয়ের পরে, 3D প্রিন্টেড ইনজেকশন ছাঁচের পৃষ্ঠের রুক্ষতা 8 μm থেকে 0.5 μm হয়ে যায়, ছাঁচটি অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি 40% কমে যায় এবং ছাঁচটি তিনগুণ বেশি স্থায়ী হয়।
রাসায়নিক পলিশিং ভালভ বডির ফ্লো চ্যানেলে burrs পরিত্রাণ পেতে পারে এবং তরল প্রবাহের জন্য এটি সহজ করে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক পলিশিংয়ের পরে, ক্যাটারপিলারের 3D-প্রিন্টেড হাইড্রোলিক ভালভ বডি 15% চাপ কমায় এবং সিস্টেমের কার্যকারিতা 8% বাড়িয়ে দেয়।